ATI, Intel, nVidia: porovnání mobilních GPU

0

Úvod, výkonnostní třídy

Jakou grafickou kartu zvolit

Vybrat kvalitní grafickou kartu pro notebook není nijak snadné, modelů je skutečně mnoho. Výrobci pojmenovávají své grafiky podivuhodnými názvy, anebo do názvu přidávají bombastická hesla a zkratky, ačkoli se jedná o nepříliš výkonné varianty. Nezbývá než se nespoléhat na označení a pokusit se grafické akcelerátory otestovat a porovnat.

To však také není jednoduché – grafický výkon karty nezávisí jen na ní samotné, ale také na výkonu použitého procesoru a chipsetu. Jakýkoli seznam je proto možné považovat pouze za orientační, protože naměřené výsledky jsou platné pro různé notebooky s různými procesory a jinými chipsety.

grafický čip GeForce

Udělal jsem výběr z často používaných grafických akcelerátorů na českém trhu – zvolil jsem ty ty, které byly součástí notebooků recenzovaných na webu ExtraNotebook za poslední dva roky (od září roku 2009). Zaznamenal jsem výsledky benchmarků 3D Mark 2001 SE, 3D Mark 06, PC Mark Vantage a Cinebench R10.

Porovnal jsem výsledky, kterých akcelerátory dosáhly v testech webu notebookcheck.net – tento server zveřejňuje žebříčky, kde jednotlivé grafické karty zařazuje do těchto šesti výkonnostních tříd:

1. High-endová třída

Tyto grafické procesory nabízejí nejlepší schopnost vykreslení třírozměrných scén. Zvládají náročné hry ve vysokém rozlišení, a to při vysokém nastavení detailů renderingu. Spotřeba energie je u těchto procesorů značná, tyto procesory tedy běží na větších noteboocích s krátkou dobou výdrže baterií.

Zástupci: Nvidia GeForce GTX 280M SLI, ATI Mobility Radeon HD 5850, Nvidia GeForce GTX 285M SLI

2. Střední třída

Tyto grafické karty jsou schopné zvládat všechny současné hry, ale nikoli všechny s vysokým nastavením detailů. Obzvláště náročné hry mohou být spuštěny pouze v nastavení s nízkými detaily. Zástupce této třídy lze nalézt v noteboocích s dlouhou dobou provozu na baterie.

Zástupci: Nvidia GeForce GTS 250M, ATI Mobility Radeon HD 5730, Nvidia GeForce GT 240M

3. Střední až nízká třída

Jedná se o low-endové grafické karty pro uživatele, kteří chtějí hrát hry. Nové hry na těchto grafických kartách mohou běžet, ale pouze s nízkým nastavením detailů a středním rozlišením. Spotřeba energie těchto karet (u moderních verzí v této třídě) znamená dlouhou životnost baterie.

Zástupci: Intel GMA HD, Nvidia ION 2, ATI Mobility Radeon HD 4330

4. Pro hry vhodné jenom zřídka

Některé moderní hry se dají s těmito grafickými kartami hrát, ale pouze ty nenáročné. Tyto grafické karty stále nabízejí dostatek výkonu pro kancelářské aplikace a prohlížení videa. Integrované grafické karty obyčejně nabízejí nejlepší čas fungování notebooku na baterie.

Zástupci: Intel GMA X4500MHD

5. Low-endové grafické karty

Na těchto grafických čipech plynule poběží jenom některé starší hry. Sdílená paměť grafických jader v této kategorii poskytuje výhodu menší produkce tepla a vyšší životnosti baterie. Pro kancelářské, internetové a video úkoly jsou tyto grafické čipy stále použitelné s některými omezeními.

Zástupci: Intel GMA 950, Intel GMA 3150

6. Pro hry zcela nevhodné

Tyto grafické karty pro notebooky nejsou vhodné pro hry. Jestliže na nich jsou hry spuštěny, potom poběží s  chybami a velmi nízkou obnovovací frekvencí. Kancelářské či internetové aplikace oproti tomu nejsou pro tyto GPU problémem.

Zástupci: Intel GMA 500

Integrovaná a diskrétní řešení, výsledky benchmarků

Integrovaná a diskrétní řešení

Grafické akcelerátory lze dělit do dvou hlavních kategorií – integrované a diskrétní. Integrovaná řešení jsou dodávána do levných notebooků, nebo do těch, které se orientují na nejvyšší možnou výdrž při běhu na baterie. Jsou levné, nemají vlastní paměť („vypůjčují“ si prostor z operační paměti) a jsou především energeticky úsporné. Integrované grafiky se hodí pro použití v kanceláři, domácnosti a na cestování. Jsou maximálně závislé na výkonu procesoru. Výkon jedné a té samé karty bude proto lepší u notebooku s dvoujádrovým procesorem, než u netbooku s nejméně výkonnými procesory Intel Atom.

Třída 1 – high-end použito v modelu pipelines frekvence jádra (MHz) frekvence shaderu (MHz) frekvence paměti (MHz) typ paměti šířka sběrnice (bity)
Nvidia GeForce GTX 280M SLI Goldmax Panther i7 256 585 1463 950 GDDR3 256
Nvidia GeForce GTX 260M SLI Asus G60J 224 550 1375 950 GDDR3 256
ATi Mobility Radeon HD5850  Acer Aspire 7552G 800 625 625 2000 DDR3, GDDR3, GDDR5 128
Nvidia GeForce GTX 460M SLI Asus G73JW 384 675 1350 1250 GDDR5 192
Nvidia GeForce GTX 285M SLI MSI GT660R 256 576 1500 1020 GDDR3 256
Třída 2 – střední třída  použito v modelu  pipelines  frekvence jádra (MHz)  frekvence shaderu (MHz)  frekvence paměti (MHz)  typ paměti  šířka sběrnice (bity)
Nvidia GeForce GTS 250M  MSI GT740 96 500 1250 1600 DDR3, GDDR3, GDDR5 128
ATi Mobility Radeon HD 5730  Asus N61J 400 650 650 800 DDR3, GDDR3 128
ATi Mobility Radeon HD 5650  Divergo C1 400 450-650 450-650 800 GDDR3, DDR3 128
Nvidia GeForce GT 240M Lenovo IdeaPad Y550P 48 550 1210 800 DDR3, GDDR2, GDDR3 128
Nvidia GeForce GT 330M  Samsung R780 48 575 1265 1066 GDDR2, GDDR3, DDR3 128
Nvidia GeForce GT 325M  MSI FX600 48 450 990 1066 GDDR2, GDDR3, DDR3 128
Nvidia GeForce GT 425M Sony VAIO F13 96 560 1120 800 DDR3 128
Třída 3 – nižší střední třída  použito v modelu  pipelines  frekvence jádra (MHz)  frekvence shaderu (MHz)  frekvence paměti (MHz)  typ paměti  šířka sběrnice (bity)
ATI Radeon HD 3200  Acer Ferrari One 200 40 500 500 –  –   –
ATI Mobility Radeon HD 4330  HP Pavilion DM3-1020EC 80 450 450 600 GDDR3, DDR2, DDR3 64
Intel GMA HD  Packard Bell EasyNote TJ75-GN-320CZ 12 500 500 –  –  – 
Nvidia GeForce 310M  Dell Vostro 3500 16 625 1530 800 GDDR3, DDR3 64
Nvidia ION 2  Samsung Q530 16 405/475/535 ?/1100/? 790 DDR2, DDR3 64
Nvidia GeForce 9400M Apple MacBook Unibody White 16 450 1100 –  –  – 
Třída 4 – pro hry vhodné jen zřídka  použito v modelu  pipelines  frekvence jádra (MHz)  frekvence shaderu (MHz)  frekvence paměti (MHz)  typ paměti  šířka sběrnice (bity)
Intel GMA X4500MHD  Lenovo ThinkPad Edge 10 533 533 –  –   –
Třída 5 – low-end  použito v modelu  pipelines  frekvence jádra (MHz)  frekvence shaderu (MHz)  frekvence paměti (MHz)  typ paměti  šířka sběrnice (bity)
Intel GMA 950  HP Mini 5101 4 250 250 –  –  – 
Intel GMA 3150 Acer Aspire One 532h 2 200 200 ě- –  – 
Třída 6 – pro hry nevhodné  použito v modelu  pipelines  frekvence jádra (MHz)  frekvence shaderu (MHz)  frekvence paměti (MHz)  typ paměti  šířka sběrnice (bity)
Intel GMA 500 Fujitsu LifeBook UH900 4 200 200      

Charakteristiky grafických akcelerátorů

Dedikované grafické karty pak mají vlastní paměť, často několikanásobně rychlejší, než je samotná RAM notebooku. Je proto u nich možné uvádět parametry „frekvence paměti“ a „šířka sběrnice“ – tento parametr je velmi důležitý pro výkon celé grafické části, úzká sběrnice dokáže „přiškrtit“ výkon jinak slibně vyhlížející karty.

Podle šířky sběrnice také poznáme, ke které třídě karta patří. 64bitové sběrnice mají low-endové karty s nízkým výkonem, 256bitové patří ke špičce. Díky zvýšenému výkonu výpočetních jednotek v grafice a rychlejším paměťovým modulům se však šířka sběrnice ustaluje na 128 bitech.

grafický notebook

Dedikované grafické karty mají už poměrně významný podíl na celkové spotřebě notebooku, a proto se příliš nehodí pro mobilní stroje na cesty. Umí sice v době snížených nároků na výkon snižovat takt svého jádra a šetřit tak energii – bohužel to však zpravidla není dostačující.

Důležitou roli hraje i chlazení konkrétního modelu notebooku. Jestliže je chlazení špatně řešené, karta se zahřívá a systém jí automaticky nastaví na nižší takt jádra a paměti. Výkon ovlivňují také paměti – stejný akcelerátor dosáhne jiného výkonu, pokud používá paměti DDR3, GDDR3 nebo nejvýkonnější GDDR5.

Hlavní pojmy

Pro lepší porozumění také uvádím stručné vysvětlení několika základních pojmů, týkajících se grafických akcelerátorů. V této oblasti se lze setkat s takovými pojmy jako shader, pipeline, SLI nebo TurboCache.

  • pipeline – tato hodnota udává maximální počet souběžných výpočtů textur. Čím vyšší je počet pipelines, tím rychleji výpočet proběhne. Zvyšuje se tím však i energetická náročnost a tepelný výkon.
  • shader – určuje výslednou kvalitu obrazu. Obsahuje například stínování, odlesky, nebo vyhlazování.
  • SLI (Scalable Link Interface) – technologie, které umožňuje propojení tzv. SLI můstkem více grafických karet v jedné základní desce tak, aby obě fungovaly současně. Všechny takto propojené karty musí být stejného typu. Pokud je jedna pomalejší, zpomalí na její úroveň všechny. SLI má obraz rozdělen na polovinu, kdy každá z karet renderuje tu svojí. V případě soustavy čtyř karet je rozdělen obraz na kvadranty. SLI je technologie společnosti Nvidia, která si dala za úkol propojit několik navzájem se doplňujících grafických karet do jednoho celku. Toto řešení ve výsledku vychází levněji než špičkové grafické karty při zachování konkurenceschopných parametrů. Obdobnou technologii nabízí i firma ATI (nazývá ji Crossfire).
  • HyperMemory / TurboCache – funkce sloužící k dynamickému přidělování paměti. První jmenovaná pochází od firmy ATI, druhá je dílem společnosti Nvidia. V případě vyššího zatížení, kdy vnitřní paměť karty nepostačuje, si karty vyhradí paměť v operační paměti, podobně jako sdílené grafiky.

 

Třída 1 3D Mark 2001 SE 3D Mark 06 PC Mark Vantage (gaming score, 1024 × 768) Cinebench R10 (shading 32 bit)
Nvidia GeForce GTX 280M SLI 38 453 15 019 4811 5197
Nvidia GeForce GTX 260M SLI 30 910 11 989  – 3995
ATi Mobility Radeon HD5850  35 281 9714 5550 5356
Nvidia GeForce GTX 460M SLI –  18 583 5342 5342
Nvidia GeForce GTX 285M SLI –  16 370 12 513 4616
Třída 2  3D Mark 2001 SE  3D Mark 06  PC Mark Vantage (gaming score, 1024 × 768)  Cinebench R10 (shading 32 bit)
Nvidia GeForce GTS 250M  32373 7 982 4709 4489
ATi Mobility Radeon HD 5730  26162 7 717 6403 5454
ATi Mobility Radeon HD 5650  26 265 6 735 4535 4701
Nvidia GeForce GT 240M 23707 6 503 3487 3508
Nvidia GeForce GT 330M  26741 6 437 4984 3416
Nvidia GeForce GT 325M  –  5 723 4665 3597
Nvidia GeForce GT 425M 27557 6 923 5700 4161
Třída 3  3D Mark 2001 SE  3D Mark 06  PC Mark Vantage (gaming score, 1024 × 768)  Cinebench R10 (shading 32 bit)
ATI Radeon HD 3200  6838 1 236 1314 1660
ATI Mobility Radeon HD 4330  13756 2 599 2437 3066
Intel GMA HD  –  1 489 3011 1649
Nvidia GeForce 310M  16 667 3 350 3540 2901
Nvidia ION 2  5857 2 042 1585 971
Nvidia GeForce 9400M 8199 1 733 2424 2230
Třída 4  3D Mark 2001 SE  3D Mark 06  PC Mark Vantage (gaming score, 1024 × 768)  Cinebench R10 (shading 32 bit)
Intel GMA X4500MHD  5100 740 1679 796
Třída 5  3D Mark 2001 SE  3D Mark 06  PC Mark Vantage (gaming score, 1024 × 768)  Cinebench R10 (shading 32 bit)
Intel GMA 950  3856 132 274
Intel GMA 3150 2554 151 607 285
Třída 6  3D Mark 2001 SE  3D Mark 06  PC Mark Vantage (gaming score, 1024 × 768)  Cinebench R10 (shading 32 bit)
Intel GMA 500 998 79 1003 29

Grafické akcelerátory – výsledky benchmarků

Závěr

Jak je patrné z prezentovaných grafů, v testech 3DMark 06 u vybraných grafických akcelerátorů (z oblasti high-endu) vedou grafické karty Nvidia GeForce GTX SLI nad grafikou ATI Mobility Radeon HD 5850. V testu 3DMark 06 dosáhl akcelerátor ATI celkem 9 714 bodů, zatímco Nvidia GeForce GTX 460M SLI dosáhla přibližně na dvojnásobek (18 583 bodů).

3DMark - highend

3DMark - stredni

3D Mark - nizsi

V kategorii střední třídy jsou potom výsledky grafik ATI mobility Radeon HD a Nvidia GeForce GT srovnatelné (pohybují se kolem 25 000 bodů v testu 3Dmark 2001 a kolem 6 500 bodů v testu 3DMark 06). V kategorii nižší střední třídy v testu 3Dmark 06 pak za ostatními zaostává grafická karta Intel GMA HD, která patří do kategorie integrovaných řešení. Jak už jsem však zmínil, výsledky všech těchto testů lze považovat pouze za přibližné a orientační.

Cinebench - high-endCinebench - strední třídaCinebench - nižší třída

ATI, Intel, nVidia: porovnání mobilních GPU

Ohodnoťte tento článek!